JP2019085710A - パネル部材の固定構造及びパネル部材の固定具 - Google Patents

Abstract

【課題】パネル部材を載置した状態で高さを調整することができると共に、構成要素にかかる負荷を低減することができるパネル部材の固定具を提供する。【解決手段】、雄ネジが形成されたシャフト２０を軸方向への移動を制限した状態で保持しているスタンド１０と、スタンドを挿通させる筒部４３、筒部の内周面に形成された第二ネジ溝、筒部から両外側に延出している載置面４２とを有する下ホルダ４０と、ボルト用孔部及び工具用孔部が貫設された平板部５１、平板部から両外側に延出しているパネル押圧部５２を有する上ホルダ５０とを備え、ボルト用孔部に挿通されたボルト３０がスタンドに形成された第一ネジ溝１５と螺合していると共に、シャフトの雄ネジが第二ネジ溝が螺合している固定具１であり、工具用孔部はシャフトの中心軸の延長線上に位置すると共に、スタンドにはシャフトと工具用孔部との間の前記延長線上で工具用孔部１６が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに例示されるパネル部材が屋根面に取り付けられたパネル部材の固定構造、及び、該固定構造に使用されるパネル部材の固定具に関するものである。

太陽電池パネルの周縁をフレームで保持した太陽電池モジュールや太陽熱温水器のようなパネル部材を、屋根上に設置する場合、屋根面に留め付けられるベース部材と、パネル部材をベース部材に固定する固定具が用いられることがある。ベース部材にパネル部材を載置した状態で、固定具によってパネル部材をベース部材に押圧するように固定することにより、ベース部材を介してパネル部材が屋根面に取り付けられる。

このようなパネル部材の設置に際して、パネル部材の高さを調整したい場合がある。例えば、複数のパネル部材を屋根に取り付ける場合、屋根を被覆している屋根材の形状に起因し、屋根面においてベース部材が留め付けられる位置によって、パネル部材の上面の高さが不揃いとなる場合である。或いは、屋根上の他の構造体との関係で、パネル部材の高さを設定したい場合もある。そこで、本出願人は過去に、ベース部材と固定具との間にスペーサを介設することにより、パネル部材の高さ調整を可能とした固定構造を提案している（特許文献１参照）。

しかしながら、この提案によれば、パネル部材をベース部材に載置する前に高さ調整を行う必要がある。パネル部材を載置した後になって高さ調整を行う必要が生じた場合は、パネル部材をいったん取り外さなければならないため、施工効率が低下する。そのため、パネル部材を載置した状態で高さ調整を行うことができる固定具に対する要請があった。

近年になって、このような要請に応えることを意図とした提案もなされている（特許文献２参照）。この提案にかかる固定具は、ベース部材を介して屋根面にソーラーパネルを固定するためのものであり、ベースから立設させる支柱部（stanchion）と、ソーラーパネルを載置する下ブラケットと、下ブラケットとの間でソーラーパネルをクランプする上ブラケットとを備えている。支柱部は、それぞれ上下方向に延びている二つのアームを有しており、両アームにおいて対面する内側面には歯溝が形成されている。そして、螺旋状ネジ（helical drive）が、この歯溝と噛み合っている。螺旋状ネジは、径方向の長さが支柱部のアームの幅長さを超えており、この部分が、下ブラケットの底面に形成された棚状の部分に、回転自在に保持されている。螺旋状ネジには工具用の穴が形成されており、上ブラケット及び下ブラケットそれぞれに貫設された第一孔部を介して、工具用の穴にアクセスすることができる。また、上ブラケットには、第一孔部に加えて第二孔部が貫設されており、ここに挿通されたボルトは、上ブラケットに形成されたネジ溝と螺合する。

上記構成の特許文献２の固定具によれば、工具で螺旋状ネジを回転させることにより、螺旋状ネジが支柱部のアームに沿って昇降する。螺旋状ネジの昇降に伴い、螺旋状ネジを回転自在に保持している下ブラケットが昇降する。従って、下ブラケットにソーラーパネルを載置した状態で、その高さ調整を行うことができる。そして、上ブラケットの第二孔部に挿通したボルトを下ブラケットのネジ溝に対して締め付けることにより、上ブラケットで下ブラケットに向かって押圧するように、ソーラーパネルを下ブラケットに固定することができる。これにより、上ブラケットと下ブラケットにクランプされたソーラーパネルが、支柱部及びベース部材を介して屋根面に取り付けられる。

しかしながら、特許文献２の固定具では、ソーラーパネルの固定のためにボルトを締め付ける力が、ネジ溝が設けられている下ブラケットにかかる。下ブラケットに伝わった力は、下ブラケットが保持している螺旋状ネジに伝わり、更に螺旋状ネジが噛み合っている歯溝に伝わり、歯溝が形成される支柱部に伝わった後、支柱部が立脚しているベース部に伝わる。つまり、ボルトによる締め付け力は、下ブラケット、螺旋状ネジ、アームの歯溝、支柱部の順に、固定具の構成要素の全てを経由して伝達される。つまり、特許文献２の固定具では、ボルトによる締め付け力が、全ての構成要素に作用する。そのため、その負荷によって、固定具の各構成要素が変形したり破損したりするおそれがある。

また、特許文献２の固定具では、強風によってソーラーパネルを持ち上げるような力が作用すると、下ブラケットのネジ溝に留め付けられているボルトに、その力が直接に作用する。そのため、ボルトに負担がかかり、曲がるおそれもある。

そして、各構成要素の変形や破損を防止しようとすれば、機械的強度を高めるために、全ての構成要素の厚さを大きく設定する必要があり、固定具全体の重量が増すと共に、高コストとなるという問題があった。

特許第５７０５３８０号公報 米国特許出願公開第２０１７／００４０９３１号明細書

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、パネル部材を載置した状態で高さを調整することができると共に、固定具の構成要素にかかる負荷を低減することができるパネル部材の固定構造、及び、該固定構造に使用されるパネル部材の固定具の提供を、課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明に係るパネル部材の固定構造（以下、単に「固定構造」と称することがある）は、
「屋根面に留め付けられるベース部材、及び、該ベース部材にパネル部材を固定する固定具を備えるパネル部材の固定構造であって、
前記固定具は、スタンド、該スタンドに沿って昇降する下ホルダ、該下ホルダと共にパネル部材を保持する上ホルダ、及び、外周面に雄ネジが形成されているシャフトを備えており、
前記スタンドは、一対の側壁部を有し、該側壁部の間に軸方向への移動を制限した状態で前記シャフトを保持していると共に、前記シャフトと干渉しない位置に第一ネジ溝を有しており、
前記シャフトは、前記雄ネジの径方向で前記スタンドから露出していると共に、端部に工具係合部を有しており、
前記下ホルダは、前記スタンドを挿通させる筒部と、該筒部の内周面に形成された第二ネジ溝と、前記筒部の軸方向に直交する方向に、前記筒部から両外側に延出している二つの載置面とを有しており、
前記上ホルダは、ボルト用孔部及び工具用孔部がそれぞれ貫設された平板部と、該平板部から両外側または片側に延出しているパネル押圧部とを有しており、
前記ベース部材から前記スタンドが立設しており、
前記ボルト用孔部に挿通されたボルトが前記第一ネジ溝に締め付けられていることにより、前記載置面の少なくとも一つと前記パネル押圧部との間に前記パネル部材が挟持されており、
前記スタンドから露出している部分の前記雄ネジと前記第二ネジ溝が螺合していると共に、
前記工具用孔部は、前記シャフトの中心軸の延長線上に位置すると共に、前記スタンドには前記シャフトと前記工具用孔部との間の前記延長線上で、孔部または空間が形成されている」ものである。

本固定構造は、下ホルダの載置面の上にパネル部材が載置された状態で、上ホルダのボルト用孔部に挿通されたボルトがスタンドの第一ネジ溝に締め付けられていることにより、上ホルダのパネル押圧部と下ホルダの載置面との間にパネル部材が挟持されている構造である。この固定構造に使用する固定具は、下ホルダの載置面に関しては筒部から両外側に二つが延出している一方で、上ホルダのパネル押圧部に関しては、平板部から片側または両外側に延出している。従って、複数のパネル部材を屋根に取り付ける場合、最も軒側または最も棟側のパネル部材に対しては、パネル押圧部が片側にのみ延出している上ホルダを有する固定具を使用すれば良く、軒と棟との中間位置で隣接しているパネル部材の双方を固定する固定具としては、パネル押圧部が両外側に延出している上ホルダを有する固定具を使用すれば良い。一方、下ホルダについては、固定具の取り付けられる位置によらず、共通である。

このような固定具を使用して本構成の固定構造を構築する際は、ボルトによって上ホルダをスタンドに仮留めしている状態、或いは、上ホルダを固定具から外している状態で、パネル部材を下ホルダに載置したまま、高さ調整をすることができる。すなわち、シャフトは工具と係合する工具係合部を有しており、上ホルダに設けられた工具用孔部はシャフトの中心軸の延長線上にあると共に、シャフトを保持しているスタンドにもシャフトの中心軸の延長線に沿って孔部または空間が設けられている。そのため、工具用孔部に挿入した工具を、シャフトの工具係合部まで到達させ、工具係合部と係合させてシャフトを回転させることができる。スタンドは下ホルダの筒部に挿通されており、シャフトの雄ネジは径方向でスタンドから露出している部分で、筒部の内周面に形成された第二ネジ溝と螺合している。そして、シャフトは、スタンドによって軸方向の移動が制限されている。そのため、シャフトを回転させた時、シャフト自体は昇降することなく、下ホルダを昇降させる。このように、下ホルダを昇降させるための構成は、下ホルダの筒部の内部にあり、筒部の両外側にある載置面に影響を与えない。従って、載置面にパネル部材を載置した状態で、下ホルダを昇降させてパネル部材の高さ調整を行うことができる。

また、上ホルダと下ホルダとの間にパネル部材を挟持させるためにボルトを締め付ける力は、第一ネジ溝が形成されたスタンドに作用する。スタンドは、ベース部材から立設しているため、ボルトを締め付ける力は、スタンドを介してベース部材に伝達される。つまり、ボルトを締め付ける力は、下ホルダ、第二ネジ溝、シャフトの雄ネジの何れにも作用しない。従って、ボルトによる締め付け力が、下ブラケット、螺旋状ネジ、アームの歯溝、支柱部の順に、固定具の構成要素の全てに伝達されていた特許文献２の固定具とは異なり、固定具の構成要素にかかる負荷を低減することができる。そして、各構成要素にかかる負荷が小さいことにより、各構成要素に要請される機械的強度が大きくないため、固定具を軽量化することができると共に、製造コストを抑えることができる。

更に、雄ネジを有するシャフトは、スタンドの一対の側壁部間に、軸方向の移動を制限された状態で保持されている。その態様としては、一対の側壁部それぞれの上端が天面部で連結されていると共に、それぞれの下端が底面部で連結されており、天面部と底面部との距離がシャフトの長さより僅かに大きい態様を例示することができる。或いは、一対の側壁部それぞれの上端から相手側に向かって上棚部が突出していると共に、それぞれの下端が底面部で連結されており、上棚部と底面部との距離がシャフトの長さより僅かに大きい態様を例示することができる。このような態様では、シャフトの長さが側壁部の長さ、ひいてはスタンドの長さとほぼ等しい。従って、シャフトの存在によって、スタンドの軸方向の機械的強度を高めることができるという利点を有する。

加えて、強風によってパネル部材を持ち上げるような力が作用したとき、パネル部材が固定されている下ホルダにもその力が作用する。本固定構造では、パネル部材を下ホルダに固定しているボルトは、下ブラケットの筒部に挿通されたスタンドの第一ネジ溝と螺合している。そのため、パネル部材を持ち上げようとする力は、ボルトには作用しない。従って、ソーラーパネルを持ち上げようとする力が、下ブラケットのネジ溝に留め付けられているボルトに直接に作用していた特許文献２の固定構造とは異なり、ボルトに負担がかかり曲がるおそれが低減されている。

本発明に係るパネル部材の固定構造は、上記構成に加え、
「前記上ホルダは、前記下ホルダの前記載置面に当接していない」ものとすることができる。

特許文献２の固定具では、上ブラケットが垂壁（vertical wall）を備えており、その下端を下ブラケットに当接させている。そのため、ソーラーパネルの高さ（厚さ）に応じて、垂壁の長さの異なる多種類の上ブラケットを用意する必要がある。これに対し、本構成では、上ホルダと下ホルダとでパネル部材を挟持している状態で、上ホルダは下ホルダの載置面に当接していない。そのため、パネル部材の高さが相違しても、単一種類の固定具を使用して、上ホルダと下ホルダとの間でパネル部材を挟持することができる。

次に、本発明に係るパネル部材の固定具（以下、単に「固定具」と称することがある）は、
「スタンド、該スタンドに沿って昇降する下ホルダ、該下ホルダと共にパネル部材を保持する上ホルダ、及び、外周面に雄ネジが形成されているシャフトを備えており、
前記スタンドは、一対の側壁部を有し、該側壁部の間に軸方向への移動を制限した状態で前記シャフトを保持していると共に、前記シャフトと干渉しない位置に第一ネジ溝を有しており、
前記シャフトは、前記雄ネジの径方向で前記スタンドから露出していると共に、端部に工具係合部を有しており、
前記下ホルダは、前記スタンドを挿通させる筒部と、該筒部の内周面に形成された第二ネジ溝と、前記筒部の軸方向に直交する方向に、前記筒部から両外側に延出している二つの載置面とを有しており、
前記上ホルダは、ボルト用孔部及び工具用孔部がそれぞれ貫設された平板部と、該平板部から両外側または片側に延出しているパネル押圧部とを有しており、
前記ボルト用孔部に挿通されたボルトが前記第一ネジ溝と螺合していると共に、
前記スタンドから露出している部分の前記雄ネジと前記第二ネジ溝が螺合しており、
前記工具用孔部は、前記シャフトの中心軸の延長線上に位置すると共に、前記スタンドには前記シャフトと前記工具用孔部との間の前記延長線上で、孔部または空間が形成されている」ものである。

本構成の固定具は、上記の固定構造に使用されるものである。ベース部材を屋根に留め付けておき、本構成の固定具を使用してパネル部材をベース部材に固定することにより、上記の固定構造が構築され、上記の作用効果が発揮される。

以上のように、本発明によれば、パネル部材を載置した状態で高さを調整することができると共に、固定具の構成要素にかかる負荷を低減することができるパネル部材の固定構造、及び、該固定構造に使用されるパネル部材の固定具を、提供することができる。

第一実施形態の固定具をベース部材に固定した状態の斜視図である。 図１の固定具の分解斜視図及びベース部材の斜視図である。 図３（ａ）図１の固定具をベース部材に固定した状態の平面図であり、図３（ｂ）下ホルダをＸ−Ｘ線で切断した斜視図である。 図１の固定具をベース部材に固定した状態のＸ−Ｘ線断面図である。 図５（ａ），図５（ｂ）Ｙ−Ｙ線断面図を使用して、図１の固定具による高さ調整を説明する図である。 図６（ａ），図６（ｂ）Ｚ−Ｚ線断面図を使用して、図１の固定具の上ホルダと下ホルダによるパネル部材の挟持を説明する図である。 第二実施形態の固定具をベース部材に固定した状態の斜視図である。 図８（ａ），図８（ｂ）Ｚ−Ｚ線に相当する切断線による断面図を使用して、図７の固定具による高さの相違するパネル部材の固定を説明する図である。 図９（ａ）図７の状態の正面図であり、図９（ｂ）第二実施形態の変形例の固定具をベース部材に固定した状態の正面図である。 他の形態のベース部材に第一実施形態の変形例の固定具を固定した状態の斜視図である。 第三実施形態の固定具をベース部材に固定した状態の正面図である。 ベース部材へ固定具を留め付ける他の態様を示す斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施形態の固定具、固定具と共に使用されるベース部材、及び、固定具及びベース部材を使用して構築される固定構造について、図面を用いて説明する。まず、第一実施形態の固定具１、これと共に使用されるベース部材６０について、図１〜図６（ｂ）を用いて説明する。

ベース部材６０は、平板状のベース面６１と、ベース面６１から立設された一対の立壁部６２と、一対の立壁部６２それぞれの上端辺から内側に向かって延出している一対のリップ片６３と、を備えている。立壁部６２はベース面６１に対して直角をなしており、リップ片６３は立壁部６２に対して直角をなしている。従って、一対のリップ片６３は、ベース面６１と平行である。そして、一対のリップ片６３は離隔しており、それらの間の空隙はスリットＳを構成している。なお、ベース面６１には複数の孔部６９が貫設されている。

一方、第一実施形態の固定具１は、スタンド１０、下ホルダ４０、上ホルダ５０、シャフト２０、及びボルト３０を備えている。スタンド１０は、一対の側壁部１１と、一対の側壁部１１それぞれの上端を連結している天面部１２と、一対の側壁部１１それぞれの下端を連結している底面部１３と、を備えている。底面部１３は、一対の側壁部１１それぞれより外方まで延出しており、底面部１３の両端からは側壁部１１とは反対側に向かってそれぞれ係止片１７が延出している。また、係止片１７より内側で、底面部１３から一対の案内片１８が、係止片１７と同じ方向に突出している。係止片１７の一方と、それと同じ側にある案内片１８と間の距離は、リップ片６３の幅より僅かに大きい。係止片１７の一方には、内周面にネジ溝が形成された孔部１７ｈが貫設されており、この孔部１７ｈをボルト８０が貫通している。ボルト８０はその頭部８１に、工具と係合する工具係合部８６を有している。ここでの工具係合部８６は、工具としての六角レンチと係合する六角凹部である。

スタンド１０においては、一対の側壁部１１、天面部１２、及び底面部１３によって縦長の枠体が形成されており、その内部にシャフト２０が保持されている。シャフト２０の長さは、天面部１２と底面部１３との間の距離にほぼ等しく、縦長の枠体にちょうど嵌め込まれた状態である。シャフト２０の外周面には、全長にわたり雄ネジ２１が形成されている。このシャフト２０としては、市販の「頭部無しボルト」を使用可能である。雄ネジ２１の径方向の長さは、側壁部１１の幅長さより大きい。従って、スタンド１０に保持されたシャフト２０の雄ネジ２１は、径方向でスタンド１０より外方に露出している。

シャフト２０は、上端すなわち天面部１２側の端部に、工具と係合する工具係合部２６を有している。ここでの工具係合部２６は、工具としての六角レンチと係合する六角凹部である。そして、スタンド１０の天面部１２には、シャフト２０の中心軸の延長線上に位置して、工具用孔部１６が貫設されている。

スタンド１０は更に、側壁部１１の一方の上部から外方に突出しているボルト支持部１４を備えている。このボルト支持部１４には、内周面に雌ネジが形成された第一ネジ溝１５が貫設されている。第一ネジ溝１５の軸方向は、シャフト２０の軸方向と平行である。また、第一ネジ溝１５の雌ネジは、ボルト３０の雄ネジと螺合するものである。なお、ボルト３０は、その頭部３１に工具と係合する工具係合部３６を有している。ここでの工具係合部３６は、工具としての六角レンチと係合する六角凹部である。

下ホルダ４０は、センター部４１と、センター部４１に貫設された筒部４３と、センター部４１から両外側に延出している二つの載置面４２と、を備えている。センター部４１は四角筒状で、その周壁を構成する二対の面部４１ａ，４１ｂのうち一対の面部４１ａを貫通して、筒部４３が形成されている。他の一対の面部４１ｂにおいて、筒部４３の内周面を構成する部分には、シャフト２０の雄ネジ２１と螺合する雌ネジである第二ネジ溝４４が形成されている。二つの載置面４２は、筒部４３の軸方向に直交する方向に、上方の面部４１ａから両外側に向かって平板状に延出している。載置面４２それぞれとセンター部４１との境界からは、載置面４２に対して直角をなすように、上方に向かって平板状のストッパ４５が一対突出している。それぞれの載置面４２には、ストッパ４５に沿って、第一溝４６が形成されていると共に、第一溝４６から僅かに距離をあけて、第二溝４７が平行に設けられている。

また、載置面４２の機械的強度を高める目的で、載置面４２それぞれの外端辺とセンター部４１における面部４１ｂとを、リブ４８が連結している。更に、それぞれの面部４１ｂからは、リブ４８より下方において、載置面４２と同じ方向に第二載置面４９が延出している。この第二載置面４９には、パネル部材が太陽電池モジュールの場合に太陽電池に電気を供給する電線や、パネル部材が太陽熱温水器である場合に水または温水を流通させるパイプなどの線材を、載置することができる。

上ホルダ５０は、平板部５１と、平板部５１から両外側に延出している二つのパネル押圧部５２とを有している。ここでは、パネル押圧部５２として、平板部５１の端辺から直角に立ち上がった後、更に外側に向かって直角に屈曲しているものを例示しているが、平板部とパネル押圧部は同一面上にあっても良い。平板部５１には、工具用孔部５６とボルト用孔部５５とが貫設されている。このうち、ボルト用孔部５５が、平板部５１の中央に位置している。

なお、ベース部材６０、固定具１を構成するスタンド１０、下ホルダ４０、及び上ホルダ５０の何れも、アルミニウム等の金属材料の押出成形により、押出し方向に直交する断面が単一である部材を形成した後、孔部やネジ溝を形成する加工を施すことにより、簡易に製造することができる。

また、ボルト３０の工具係合部３６、シャフト２０の工具係合部２６、及びボルト８０の工具係合部８６は、何れも六角凹部であるが、本実施形態ではこれらの六角凹部の大きさは同一である。これにより、共通の工具を使用して、ボルト３０、シャフト２０、及びボルト８０の全てを回転させることができる。

次に、上記構成の固定具１及びベース部材６０を使用したパネル部材Ｐの屋根への取り付けについて、主に図５（ａ）〜図６（ｂ）を用いて説明する。ここでは、複数のパネル部材Ｐを屋根面Ｒに取り付け、隣接している二つのパネル部材Ｐの双方を一つの固定具１で支持する場合を説明する。

まず、ベース部材６０を屋根面Ｒに取り付ける。このとき、ベース面６１に貫設された孔部６９に挿通したビスや釘で、ベース部材６０を屋根面Ｒに留め付けることができる。なお、ベース面６１と屋根面Ｒとの間に、ブチルゴムのような防水シート（図示を省略）を介在させることにより、ビスや釘を伝わって雨水が屋根下空間に浸入することが防止される。

固定具１については、スタンド１０の上部を下ホルダ４０の筒部４３に下方から挿通し、シャフト２０の雄ネジ２１においてスタンド１０から露出している部分を、下ホルダ４０の第二ネジ溝４４と螺合させておく。また、上ホルダ５０の上方からボルト用孔部５５に挿通したボルト３０の下端を、スタンド１０の第一ネジ溝１５と螺合させることにより、上ホルダ５０をスタンド１０に対して仮留めしておく。なお、上ホルダ５０は、後述の高さ調整が済むまで、固定具１から外しておいても良い。

固定具１をベース部材６０に取り付ける際は、スタンド１０の底面部１３をベース部材６０の一対のリップ片６３上に載置する。このとき、スタンド１０においてそれぞれ一対ある係止片１７及び案内片１８のうち、同じ側にある係止片１７と案内片１８との間に、リップ片６３の一方を位置させる。この状態で、スリットＳに沿ってスタンド１０をスライドさせることにより、屋根面Ｒにおける固定具１の位置調整をすることができる。ボルト８０用の孔部１７ｈを有していない方の係止片１７をベース部材６０の立壁部６２に当接させた状態で、他方の係止片１７の孔部１７ｈに通したボルト８０を前進させ、ボルト８０の先端を立壁部６２に押し付ける。これにより、ボルト８０と立壁部６２との摩擦力によって、固定具１がベース部材６０に固定される。ベース面６１とリップ片６３は平行であるため、リップ片６３に載置されたスタンド１０はベース面６１に対して直角をなす。従って、スタンド１０及びシャフト２０は、屋根面Ｒに対して直角に立設される。

このようにして、複数の固定具１がベース部材６０を介して屋根面Ｒに取り付けられたら、各固定具１の二つの載置面４２に、それぞれパネル部材Ｐを載置する。このとき、下ホルダ４０において載置面４２より上方に突出しているストッパ４５に、パネル部材Ｐの端辺を当接させることにより、容易にパネル部材Ｐの位置決めをすることができる。

複数の固定具１に載置されたパネル部材Ｐの高さを揃える場合は、上ホルダ５０の工具用孔部５６、及びスタンド１０の工具用孔部１６に挿通した工具を、シャフト２０の工具係合部２６と係合させ、シャフト２０を回転させる。シャフト２０は、スタンド１０によって軸方向の移動が妨げられているため、シャフト２０の雄ネジ２１と噛み合う第二ネジ溝４４を有する下ホルダ４０が、シャフト２０の回転に伴って昇降する。図５（ａ），図５（ｂ）では、ベース部材６０のリップ片６３から固定具１の載置面４２までの高さを、シャフト２０の回転によって高さＬ１から高さＬ２に変化させることにより、パネル部材Ｐの上面の高さを揃える場合を、実際の調整より高さを誇張して図示している。

複数のパネル部材Ｐの高さが調整された後、固定具１によってパネル部材Ｐをベース部材６０に固定する。その際、図６（ａ）に示すように、上ホルダ５０の上方からボルト用孔部５５に挿通したボルト３０を、スタンド１０の第一ネジ溝１５と螺合させて締め付ける。これにより、ボルト３０の頭部３１が上ホルダ５０の平板部５１に押し付けられ、ボルト３０によって上ホルダ５０が押し下げられる。図６（ｂ）に示すように、二つのパネル押圧部５２がそれぞれパネル部材Ｐの上面に当接し、パネル押圧部５２からパネル部材Ｐを下ホルダ４０に向かって押圧する力が作用することにより、上ホルダ５０及び下ホルダ４０によってパネル部材Ｐがしっかりと挟持される。その結果、固定具１及びベース部材６０を介して、パネル部材Ｐが屋根面Ｒに固定される。

同様に、第一ネジ溝１５に対するボルト３０の進退によって、パネル押圧部５２と載置面４２との間の距離を変化させることができ、上ホルダ５０は載置面４２に向かって垂下している部分を有していないため、高さ（厚さ）が相違する多種類のパネル部材Ｐを、単一種類の固定具１を使用してパネル部材Ｐをベース部材６０に固定することができる。

ここで、ボルト用孔部５５は、平板部５１の中央にあり、上ホルダ５０の全体においても中央にある。従って、ボルト３０によって締め付ける力が上ホルダ５０に均等に作用するため、上ホルダ５０がパネル部材Ｐを下ホルダ４０に向かって押圧する力が、バランスよくパネル部材Ｐに作用する。

次に、第二実施形態の固定具２、及び、これと共に使用されるベース部材について、図７〜図９（ａ）を用いて説明する。固定具２と共に使用されるベース部材は、固定具１と共に使用される上記のベース部材６０と同一である。固定具２が固定具１と相違する点は、上ホルダ５０ｂの形状と、ベース部材６０に加えて更に軒カバー７０と共に使用される点である。固定具１が、二つの載置面４２それぞれにパネル部材Ｐを載置するものであったのに対し、固定具２は最も軒側のパネル部材Ｐを二つの載置面４２の内の一方に載置した状態で、ベース部材６０に固定するためのものである。固定具２について、固定具１と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

固定具２の上ホルダ５０ｂの形状が固定具１の上ホルダ５０と相違する点は、パネル押圧部５２が平板部５１から片側のみに延出しており、その反対側に、平板部５１に対して直角をなしている垂壁５３を有している点である。垂壁５３は平板部５１より下方まで延出していると共に、平板部５１より上方まで延出している。垂壁５３の上端には、パネル押圧部５２に向かう方向に湾曲している湾曲部５４が形成されている。

軒カバー７０は、平板状のカバーベース７１と、カバーベース７１の中途から直角に立ち上がったカバー立壁７２と、カバー立壁７２の上端辺とカバーベース７１の一方の端辺とを連結し、更にカバーベース７１の下方まで延出している被覆部７３と、カバーベース７１の他方の端辺に沿って下方に向かって突出している凸条７４と、を備えている。

固定具２のベース部材６０に対する取り付けは、固定具１のベース部材６０に対する取り付けと同様であるが、下ホルダ４０の二つの載置面４２のうち、棟側の載置面４２のみにパネル部材を載置する。また、上ホルダ５０ｂは、パネル押圧部５２が棟側を向くように、ボルト３０によってスタンド１０に取り付けられる。固定具２によるパネル部材の高さ調整は、固定具１に関して説明した上述の高さ調整と同様である。

高さが相違するパネル部材をそれぞれ挟持する場合の上ホルダ５０ｂと下ホルダ４０との関係について、図８（ａ），図８（ｂ）を用いて説明する。上ホルダ５０ｂのボルト用孔部５５に挿通したボルト３０の第一ネジ溝１５に対する進退によって、パネル押圧部５２と載置面４２との間の距離が変化し、パネル部材の高さの相違に対応できることは固定具１と同様である。固定具２は、取り付け対象とする高さ範囲にあるパネル部材を、上ホルダ５０ｂと下ホルダ４０との間に挟持した状態で、上ホルダ５０ｂの垂壁５３が、下ホルダ４０のストッパ４５を外側から覆うように設定されている。このように、垂壁５３がストッパ４５を外側から覆うことにより、軒側から見たときの固定具２の外観が良いものとなる。また、上ホルダ５０ｂに対して、ボルト３０の中心軸に対して軒側に傾くように回転させる力が作用したとき、垂壁５３の下端側がストッパ４５に当接することにより、その回転が防止される。

具体的には、取り付け対象とする高さ範囲のうち、最大の高さＨ１＝５０ｍｍであるパネル部材を上ホルダ５０ｂと下ホルダ４０との間に挟持したときに、垂壁５３がストッパ４５の上部を５ｍｍ〜１０ｍｍの高さ分だけ覆うように設定されている。一方、取り付け対象とする高さ範囲のうち、最小の高さＨ２＝３２ｍｍであるパネル部材を上ホルダ５０ｂと下ホルダ４０との間に挟持したときに、ストッパ４５の全高にわたり垂壁５３が覆うと共に、垂壁５３が下ホルダ４０の第一溝４６に挿入され、垂壁５３の下端と第一溝４６の底部との間に２ｍｍ〜５ｍｍの空隙が生じるように設定されている。

このように、上ホルダ５０ｂからは下ホルダ４０に向かって垂壁５３が延出しているものの、取り付け対象とするパネル部材の高さ範囲では、垂壁５３の下端が載置面４２と当接しないように設定されている。これにより、取り付け対象とする高さ範囲内にある多種類のパネル部材を、単一種類の固定具２を使用して屋根面Ｒに取り付けることができる。

軒カバー７０を固定具２に取り付ける際は、カバーベース７１から下方に突出している凸条７４を、下ホルダ４０における軒側の第二溝４７に挿入することにより、カバーベース７１を軒側の載置面４２に載置する。カバーベース７１には、タッピングビスの位置決め用の溝７１ｇが形成されているため、ここにタッピングビスをねじ込むことにより、軒カバー７０を下ホルダ４０に固定することができる。なお、上ホルダ５０ｂの垂壁５３の上端の湾曲部５４は、一般的な高さである３５ｍｍ高さのパネル部材を使用したときに、被覆部７３のカーブと連続する湾曲線となるように形成されている。

なお、第二実施形態の固定具２の変形例として、図９（ｂ）に示す固定具２ｂを使用することができる。固定具２ｂが固定具２と相違する点は、固定具２では下ホルダ４０において、センター部４１から外側に向かって、ストッパ４５、第一溝４６、第二溝４７の順で形成されていたのに対し、固定具２ｂの下ホルダ４０ｂでは、センター部４１から外側に向かって、第一溝４６ｂ、ストッパ４５ｂ、第二溝４７ｂの順で形成されている点である。また、これに伴い、上ホルダ５０ｂ’において、パネル部材の高さが小さいときに第一溝４６に挿入される垂壁５３ｂが平板部５１から垂下している位置も、上ホルダ５０ｂにおけるその位置より外側にシフトしている。

従って、固定具２では、上ホルダ５０ｂの垂壁５３が下ホルダ４０のストッパ４５を外側から覆っていたのに対し、固定具２ｂでは、下ホルダ４０ｂのストッパ４５ｂが上ホルダ５０ｂ’の垂壁５３ｂを内側から覆う。このような構成により、ボルト３０の中心軸に対して軒側に傾くように回転させる力が上ホルダ５０ｂ’に作用したときに加えて、ボルト３０の曲がりによって、その中心軸自体が軒側に傾くように上ホルダ５０ｂ’が傾いたときにも、垂壁５３ｂがストッパ４５ｂの上端側に当接することにより、その回転及び傾きが防止され、固定具２ｂの姿勢がより安定する。

なお、上記では、第二実施形態の固定具２及び変形例の固定具２ｂについて、最も軒側のパネル部材をベース部材６０に固定する場合を説明したが、これらの固定具２，２ｂによって、最も棟側のパネル部材をベース部材６０に固定することもできる。その場合、上ホルダ５０ｂ’は、垂壁５３ｂが棟側となる向きでスタンド１０に固定される。左右対称の形状である固定具１の上ホルダ５０とは異なり、固定具２，２ｂの上ホルダ５０ｂ，５０ｂ’は左右非対称の形状であり、屋根面Ｒにおける取り付け位置が軒側であるか棟側であるかによって、取り付けられる向きが変わる。そのため、固定具２，２ｂの上ホルダ５０ｂ，５０ｂ’の平板部５１には、ボルト用孔部５５の両側に工具用孔部５６が二つ貫設されている。これにより、固定具２，２ｂの取り付け位置が軒側であっても棟側であっても、二つの工具用孔部５６の内の一方が、スタンド１０の固定用孔部１６の直上に位置する。

以上のように、本実施形態の固定具１，２，２ｂ及び固定構造によれば、ボルト３０によって上ホルダ５０，５０ｂ，５０ｂ’を仮留めしている状態、或いは、上ホルダ５０，５０ｂ，５０ｂ’を取り付けていない状態で、パネル部材Ｐを下ホルダ４０，４０ｂの載置面４２に載置したまま、高さ調整をすることができる。

また、上ホルダ５０，５０ｂ，５０ｂ’と下ホルダ４０，４０ｂとの間にパネル部材Ｐを挟持させるためにボルト３０を締め付ける力は、第一ネジ溝１５が形成されたスタンド１０を介して、ベース部材６０に伝達される。そのため、ボルト３０を締め付ける力は、下ホルダ４０、第二ネジ溝４４、シャフト２０の雄ネジ２１の何れにも作用せず、これらの構成要素に要請される機械的強度が大きくない。従って、固定具１，２，２ｂを軽量化することができると共に、製造コストを抑えることができる。

更に、雄ネジ２１を有するシャフト２０はスタンド１０の内部に保持されており、シャフト２０の長さはスタンド１０の内部空間の高さとほぼ等しい。従って、シャフト２０の存在によって、スタンド１０の軸方向の機械的強度が高められている。

加えて、強風によってパネル部材Ｐを持ち上げるような力が作用したとき、その力はボルト３０には作用しない。そのため、ボルト３０に負荷がかかって曲がるおそれが、大きく低減されている。

また、固定具１，２，２ｂは何れも、上ホルダ５０，５０ｂ，５０ｂ’と下ホルダ４０，４０ｂとの間にパネル部材を挟持した状態で、上ホルダ５０，５０ｂ，５０ｂ’と下ホルダ４０，４０ｂの載置面４２とが当接しない構成である。そのため、高さが相違する多種類のパネル部材Ｐを、単一種類の固定具１，２，２ｂでベース部材６０に固定することができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。なお、以下では、上記の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

例えば、上記の固定構造において固定具１，２，２ｂと共に使用したベース部材６０に代えて、図１０に示すベース部材６０ｂを使用することができる。ベース部材６０ｂがベース部材６０と相違する点は、ベース部材６０では一対の立壁部６２がベース面６１に対して直角をなしていたのに対し、ベース部材６０ｂでは一対の立壁部６２ｂがベース面６１に対して緩やかに傾斜している点である。また、これに伴い、固定具についても、係止片１７ｂが底面部１３に対してなす角度が、立壁部６２ｂがベース面６１に対してなす角度と同一であるスタンド１０ｂを有する固定具１ｂを使用する。また、固定具１，２，２ｂでは、係止片１７に貫設されたネジ溝を有する孔部１７ｈに挿通したボルト８０によって固定具１，２，２ｂをベース部材６０に固定していたのに対し、固定具１ｂでは、係止片１７を貫通するビス孔１７ｐに通したタッピングビス（図示を省略）によって、係止片１７ｂを立壁部６２ｂに留め付けることにより、固定具１ｂをベース部材６０ｂに固定する。立壁部６２ｂの表面には、タッピングビスを位置決めするための溝６２ｇが形成されている。立壁部６２ｂがベース面６１に対して緩やかに傾斜していることにより、タッピングビスをねじ込む作業がし易いものとなっている。

このような構成のベース部材６０ｂは、ベース部材６０に比べて高さを低く抑えることが可能であるため、パネル部材を屋根面に対して取り付けた状態の外観がより良いという利点がある。また、ベース部材６０に比べてベース面６１の面積を小さく抑えることが可能であるため、ベース面６１と屋根面との間に介在させる防水シートの使用量を節減できる利点もある。一方、ベース部材６０は、ベース部材６０ｂに比べて高さが大きくなる傾向にあり、パネル部材の下方の空間が大きなものとなる。従って、パネル部材が太陽電池モジュールの場合は、太陽電池からの放熱が促進され、発電効率が高められる利点がある。

なお、図１０では、底面部１３に対する係止片１７ｂの角度を除き、第一実施形態の固定具１と同一の構成である固定具１ｂを例示しているが、固定具２，２ｂの係止片１７の角度を同様に変更した構成の固定具であっても、ベース部材６０ｂと共に使用することができ、上記と同様の作用効果が得られる。

また、固定具２，２ｂと共に使用される軒カバー７０は、下ホルダ４０，４０ｂの載置面４２に固定されて、上ホルダ５０，５０ｂ，５０ｂ’とは別個に昇降するものであった。これに限定されず、図１１に示すように、固定具３と共に使用される軒カバー７０ｂを、上ホルダ５０ｃと一体化される構成とすることができる。図１１に示す固定具３は、上ホルダ５０ｃを除き、固定具１，２と同一の構成である。固定具３の上ホルダ５０ｃは、固定具２の上ホルダ５０ｂと近似した形状であり、上ホルダ５０ｂの構成に、垂壁５３の上部から平板部５１側とは反対側に向かって突出した平板状の上係止部５８と、垂壁５３の下部から同じ側に突出した平板状の下係止部５９とを付加した構成に相当する。下係止部５９は、先端が上方に向かって屈曲していることにより、Ｌ字を横向きにした形状の断面を有している。

一方、軒カバー７０ｂは、平板状のカバーベース７１ｂと、カバーベース７１ｂの一方の端辺から直角に立ち上がったカバー立壁７２ｂと、カバー立壁７２ｂの上端辺とカバーベース７１ｂの他方の端辺とを連結し、更にカバーベース７１ｂの下方まで延出している被覆部７３ｂと、カバー立壁７２ｂの上端から被覆部７３ｂとは反対側に平板状に延出しており、上ホルダ５０ｃの上係止部５８に載置される上載置面７８と、カバー立壁７２ｂの下部から上載置面７８と同じ方向に突出し、上ホルダ５０ｃの下係止部５９と係合する逆Ｌ字を横向きにした形状の断面を有している下係止部７９と、を有している。上載置面７８には、タッピングビスを位置決めする溝７８ｇが形成されている。

このような構成により、軒カバー７０ｂの上載置面７８を上ホルダ５０ｃの上係止部５８に載置すると共に、軒カバー７０ｂの下係止部７９と上ホルダ５０ｃの下係止部５９とを係合させ、重ね合わされた上載置面７８及び上係止部５８にタッピングビス（図示を省略）をねじ込むことにより、軒カバー７０ｂが上ホルダ５０ｃと一体化される。このような構成の軒カバー７０ｂであっても、ボルト３０の第一ネジ溝１５に対する進退によって、パネル押圧部５２と載置面４２との距離をパネル部材の高さに応じて問題なく調整することできる。また、垂壁５３がストッパ４５の少なくとも一部を覆うことにより、ボルト３０の中心軸に対して軒側に傾くように回転させる力が上ホルダ５０ｃに作用したとき、その回転を防止することができる。加えて、軒側から見たときに、固定具３のほぼ全体が被覆部７３ｂによって被覆されるため、すっきりとした外観で意匠性の高い固定構造を構築することができる。

また、上記では、固定具１，２，２ｂが一対の係止片１７の一方に、内周面にネジ溝が形成された孔部１７ｈを有しており、ここに挿通したネジ８０と立壁部６２との摩擦により固定具１，２，２ｂがベース部材６０に固定される例を示した。これに限定されず、図１２に示すように、固定具１，２，２ｂのスタンド１０において一対の係止片１７の一方がボルト８０を通すための孔部１７ｈを有していると共に、他方の係止片１７がタッピングビスを通すためのビス孔１７ｐを有しており、これに応じてベース部材６０の立壁部６２の一方に、タッピングビスを位置決めする溝６２ｇが形成されている構成とすることができる。このような構成により、孔部１７ｈに通したボルト８０によって固定具１，２，２ｂをベース部材６０に固定することができると共に、ビス孔１７ｐに通したタッピングビスを溝６２ｇにねじ込むことにより、ベース部材６０に対する固定具１，２，２ｂの固定を、強化することができる。

なお、このように孔部１７ｈとビス孔１７ｐとの双方を有する固定具１，２，２ｂの複数をベース部材６０に固定する場合、全ての固定具１，２，２ｂを孔部１７ｈに通したボルト８０とビス孔１７ｐに通したタッピングビスとの双方でベース部材６０に固定することを要するものではない。パネル部材が取り付けられる屋根面が存する環境が、強風の地域であるか豪雪地帯であるか等により、固定具１，２，２ｂに要請される取り付け強度に応じて、孔部１７ｈに通したボルト８０による固定、及びビス孔１７ｐに通したタッピングビスによる固定の一方のみを採用するか双方を採用するかを、選択することができる。

更に、上記の実施形態では、スタンド１０，１０ｂの天面部１２に、シャフト２０の中心軸の延長線上に位置する工具用孔部１６が貫設されている場合を例示した。これに限定されず、天面部に代えて、スタンドの一対の側壁部それぞれの上端付近から相手側に向かって一対の上棚部が延出している構成のスタンドとすることができる。シャフトの中心軸の延長線上において、一対の上棚部の間に空間を設ければ、この空間を介して、工具をシャフトの工具係合部に到達させることができる。

１，１ｂ，２，２ｂ，３ 固定具
１０，１０ｂ スタンド
１５ 第一ネジ溝
２０ シャフト
２１ 雄ネジ
２６ 工具係合部（シャフトの工具係合部）
３０ ボルト
４０，４０ｂ 下ホルダ
４２ 載置面
４３ 筒部
４４ 第二ネジ溝
５０，５０ｂ，５０ｂ’，５０ｃ 上ホルダ
５１ 平板部
５２ パネル押圧部
５５ ボルト用孔部
５６ 工具用孔部
６０，６０ｂ ベース部材

Claims (3)

1. 屋根面に留め付けられるベース部材、及び、該ベース部材にパネル部材を固定する固定具を備えるパネル部材の固定構造であって、
   前記固定具は、スタンド、該スタンドに沿って昇降する下ホルダ、該下ホルダと共にパネル部材を保持する上ホルダ、及び、外周面に雄ネジが形成されているシャフトを備えており、
   前記スタンドは、一対の側壁部を有し、該側壁部の間に軸方向への移動を制限した状態で前記シャフトを保持していると共に、前記シャフトと干渉しない位置に第一ネジ溝を有しており、
   前記シャフトは、前記雄ネジの径方向で前記スタンドから露出していると共に、端部に工具係合部を有しており、
   前記下ホルダは、前記スタンドを挿通させる筒部と、該筒部の内周面に形成された第二ネジ溝と、前記筒部の軸方向に直交する方向に、前記筒部から両外側に延出している二つの載置面とを有しており、
   前記上ホルダは、ボルト用孔部及び工具用孔部がそれぞれ貫設された平板部と、該平板部から両外側または片側に延出しているパネル押圧部とを有しており、
   前記ベース部材から前記スタンドが立設しており、
   前記ボルト用孔部に挿通されたボルトが前記第一ネジ溝に締め付けられていることにより、前記載置面の少なくとも一つと前記パネル押圧部との間に前記パネル部材が挟持されており、
   前記スタンドから露出している部分の前記雄ネジと前記第二ネジ溝が螺合していると共に、
   前記工具用孔部は、前記シャフトの中心軸の延長線上に位置すると共に、前記スタンドには前記シャフトと前記工具用孔部との間の前記延長線上で、孔部または空間が形成されている
   ことを特徴とするパネル部材の固定構造。
2. 前記上ホルダは、前記下ホルダの前記載置面に当接していない
   ことを特徴とする請求項１に記載のパネル部材の固定構造。
3. スタンド、該スタンドに沿って昇降する下ホルダ、該下ホルダと共にパネル部材を保持する上ホルダ、及び、外周面に雄ネジが形成されているシャフトを備えており、
   前記スタンドは、一対の側壁部を有し、該側壁部の間に軸方向への移動を制限した状態で前記シャフトを保持していると共に、前記シャフトと干渉しない位置に第一ネジ溝を有しており、
   前記シャフトは、前記雄ネジの径方向で前記スタンドから露出していると共に、端部に工具係合部を有しており、
   前記下ホルダは、前記スタンドを挿通させる筒部と、該筒部の内周面に形成された第二ネジ溝と、前記筒部の軸方向に直交する方向に、前記筒部から両外側に延出している二つの載置面とを有しており、
   前記上ホルダは、ボルト用孔部及び工具用孔部がそれぞれ貫設された平板部と、該平板部から両外側または片側に延出しているパネル押圧部とを有しており、
   前記ボルト用孔部に挿通されたボルトが前記第一ネジ溝と螺合していると共に、
   前記スタンドから露出している部分の前記雄ネジと前記第二ネジ溝が螺合しており、
   前記工具用孔部は、前記シャフトの中心軸の延長線上に位置すると共に、前記スタンドには前記延長線に沿って孔部または空間が形成されている
   ことを特徴とするパネル部材の固定具。
   

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